CN113183829B - 一种电池包热管理装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电池包热管理装置及方法，包括安装于车身下方的电池包上壳体与电池包下壳体，所述电池包上壳体与所述电池包下壳体均呈中空结构设置且中空内部布置有导热管，所述导热管与所述电池包上壳体、所述电池包下壳体之间均采用轴向密封；还包括驱动装置，所述驱动装置与驾驶室内的中控装置电连接并驱动所述导热管伸缩。该装置及方法，结构简单巧妙，通过设置导热管，导热管在驱动装置的驱动下伸缩进驾驶室，为驾驶室提供热量或对电池包进行散热，能够有效节省能源且提高电池包的安全性能，保证驾乘人员的人身安全，增强驾乘人员的使用体验，有利于上述电池包热管理装置及方法在电动汽车技术领域的推广及应用。
Description
技术领域
本发明涉及新能源电动汽车技术领域，具体是一种电池包热管理装置及方法。
背景技术
新能源电动汽车的组成包括电力驱动及控制***与驱动力传动等机械***，完成既定任务的工作装置等。
电力驱动及控制***是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制***由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成。电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同。
电源为电动汽车的驱动电动机提供电能，电动机将电源的电能转化为机械能。目前，应用最广泛的电源是铅酸蓄电池，但随着电动汽车技术的发展，铅酸蓄电池由于能量低，充电速度慢，寿命短，逐渐被其他蓄电池所取代。正在发展的电源主要有钠硫电池、镍镉电池、锂电池、燃料电池等，这些新型电源的应用，为电动汽车的发展开辟了广阔的前景。
目前动力电池***的热管理主要可分为三类，风冷、液冷和自然冷却，其中以自然冷却和液冷为主，但是，自然冷却对环境影响比较大，无法兼顾散热和保温性能；液冷易对电池包安全产生不利影响，若漏液会导致电池包发生热失控，危及驾乘人员的人身安全，不利于上述冷却方式在电动汽车技术领域的推广及应用。
发明内容
为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明的第一个发明目的在于提供一种电池包热管理装置，该装置结构巧妙，能够有效节省能源且提高电池包的安全性能，保证驾乘人员的人身安全，增强驾乘人员的使用体验，有利于上述装置在电动汽车技术领域的推广及应用。本发明的第二个发明目的在于一种电池包热管理方法，其同样具有有效节省能源且提高电池包的安全性能的优点。
上述一种电池包热管理装置与一种电池包热管理方法在技术上相互关联，属于同一个发明构思。
为了实现上述第一个发明目的，本发明采用以下技术方案:一种电池包热管理装置，包括安装于车身下方的电池包上壳体与电池包下壳体，所述电池包上壳体与所述电池包下壳体均呈中空结构设置且中空内部布置有导热管，所述导热管与所述电池包上壳体、所述电池包下壳体之间均采用轴向密封；还包括驱动装置，所述驱动装置与驾驶室内的中控装置电连接并驱动所述导热管伸缩。
作为本发明的一种优选方案，所述驱动装置安装于所述导热管底部。
作为本发明的一种优选方案，所述电池包上壳体的中心轴线与所述电池包下壳体的中心轴线位于同一条直线上设置。
作为本发明的一种优选方案，所述电池包上壳体与所述电池包下壳体均呈柱状结构设置且所述电池包上壳体的外径与所述电池包下壳体的外径相同。
作为本发明的一种优选方案，所述电池包上壳体与所述电池包下壳体均采用绝热材料制成。
作为本发明的一种优选方案，所述导热管由铜质材料制成。
为了实现上述第二个发明目的，本发明采用以下技术方案:一种电池包热管理方法，包括以下步骤：步骤a、当驾驶室内有制热需求时，通过中控装置驱动所述驱动装置，导热管在驱动装置的驱动下伸入驾驶室内；步骤b、当驾驶室内无制热需求时，导热管在驱动装置的带动下伸到所述电池包上壳体与所述电池包下壳体外。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中的一种电池包热管理装置及方法，结构简单巧妙，通过设置导热管，导热管在驱动装置的驱动下伸缩进驾驶室，为驾驶室提供热量或对电池包进行散热，能够有效节省能源且提高电池包的安全性能，保证驾乘人员的人身安全，增强驾乘人员的使用体验，有利于上述电池包热管理装置及方法在电动汽车技术领域的推广及应用。
附图说明
图1是本实施中一种电池包热管理装置的结构示意图；
图2是本实施中一种电池包热管理装置伸入驾驶室内的状态示意图；
图3是本实施中一种电池包热管理装置伸出驾驶室外的状态示意图。
附图标记：1、驾驶室；2、导热管；3、车身；4、电池包上壳体；5、电池包下壳体；6、地面。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例作详细说明。
实施例：如图1至图3所示，一种电池包热管理装置，包括安装在车身3下方的电池包上壳体4与电池包下壳体5，电池包上壳体4与电池包下壳体5的设置便于电池包的安装，保证电池包在使用过程中的稳定性。
目前动力电池***的热管理主要可分为三类，风冷、液冷和自然冷却，其中以自然冷却和液冷为主，但是，自然冷却对环境影响比较大，无法兼顾散热和保温性能；液冷易对电池包安全产生不利影响，若漏液会导致电池包发生热失控，危及驾乘人员的人身安全，不利于上述冷却方式在电动汽车技术领域的推广及应用，为了解决上述技术问题，本实施例中通过将上述电池包上壳体4与上述电池包下壳体5均呈中空结构设置，并且在中空内部布置有导热管2，还包括驱动装置，上述驱动装置与驾驶室1内的中控装置电连接并驱动上述导热管2伸缩，通过伸缩导热管2实现电池包上温度的变化。
温度因素对动力电池性能、寿命、安全性有着至关重要的影响。一般来说我们期望电池***能在15～35℃的区间内运行，从而实现最佳的功率输出和输入、最大的可用能量，以及最长的循环寿命，本实施例中的电池包热管理装置能够有效保证电池包的使用寿命，降低用户的使用成本，有利于上述电池包热管理装置在电动汽车技术领域的推广及应用。
为了降低导热管2在安装过程中位置出现偏移的概率，导热管2与上述电池包上壳体4、上述电池包下壳体5之间均采用轴向密封，轴向密封的方式能够有效限制导热管2在径向方向上运动，保证导热管2的稳定性及使用效果，同时降低对电池包的影响，保证电池包的使用寿命。
为了便于对导热管2进行驱动，将上述驱动装置靠近上述导热管2的底部安装，或者直接安装在导热管2的底部，以保证导热管2在伸缩过程中的稳定性。为了便于导热管2的安装及上下伸缩，电池包上壳体4的中心轴线与上述电池包下壳体5的中心轴线位于同一条直线上设置。
电池包上壳体4与上述电池包下壳体5均呈柱状结构设置且上述电池包上壳体4的外径与上述电池包下壳体5的外径相同，降低对电池包周边汽车配件的影响。
电池包上壳体4与上述电池包下壳体5均采用绝热材料制成，绝热材料是指能阻滞热流传递的材料，又称热绝缘材料。传统绝热材料，如玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐等，新型绝热材料，如气凝胶毡、真空板等。它们用于建筑围护或者热工设备、阻抗热流传递的材料或者材料复合体，既包括保温材料，也包括保冷材料。绝热材料一方面满足了建筑空间或热工设备的热环境，另一方面也节约了能源。
绝热材料分为多孔材料、热反射材料和真空材料三类，多孔材料利用材料本身所含的孔隙隔热，因为空隙内的空气或惰性气体的导热系数很低，如泡沫材料、纤维材料等；热反射材料具有很高的反射系数，能将热量反射出去，如金、银、镍、铝箔或镀金属的聚酯、聚酰亚胺薄膜等；真空绝热材料是利用材料的内部真空达到阻隔对流来隔热。航空航天工业对所用隔热材料的重量和体积要求较为苛刻，往往还要求它兼有隔音、减振、防腐蚀等性能。各种飞行器对隔热材料的需要不尽相同。飞机座舱和驾驶舱内常用泡沫塑料、超细玻璃棉、高硅氧棉、真空隔热板来隔热。导弹头部用的隔热材料早期是酚醛泡沫塑料，随着耐温性好的聚氨酯泡沫塑料的应用，又将单一的隔热材料发展为夹层结构。导弹仪器舱的隔热方式是在舱体外蒙皮上涂一层数毫米厚的发泡涂料，在常温下作为防腐蚀涂层，当气动加热达到200°C以上时，便均匀发泡而起隔热作用。人造地球卫星是在高温、低温交变的环境中运动，须使用高反射性能的多层隔热材料，一般是由几十层镀铝薄膜、镀铝聚酯薄膜、镀铝聚酰亚胺薄膜组成。另外，表面隔热瓦的研制成功解决了航天飞机的隔热问题，同时也标志着隔热材料发展的更高水平。本实施例中的绝热材料可以根据需要进行选择。
导热管2由铜质材料制成，铜的导热性相对较好，铜吸热快、散热也快，在使用过程中能够大量吸取电池包上的温度，降低电池包上的温度，保证本实施例中电池包热管理装置的冷却效果。
一种电池包热管理方法，包括以下步骤：步骤a、当驾驶室1内有制热需求时，通过中控装置驱动上述驱动装置，导热管2在驱动装置的驱动下伸入驾驶室1内；把电池包热量导入到驾驶室1，为驾驶室1提供热量，增强用户的使用体验；步骤b、当驾驶室1内无制热需求时，导热管2在驱动装置的带动下伸到上述电池包上壳体4与上述电池包下壳体5外，即将导热管2向地面6所在的方向伸出，通过电池包外部环境把电池包热量带走，从而起到给电池包降温的目的。
本实施例中的电池包热管理装置，相比传统的电池包热管理形式，解决了可能因为内部冷却液泄露带来的热失控风险，增加了电池包的安全性。
本实施例中的一种电池包热管理装置及方法，结构简单巧妙，通过设置导热管2，导热管2在驱动装置的驱动下伸缩进驾驶室，为驾驶室提供热量或对电池包进行散热，能够有效节省能源且提高电池包的安全性能，保证驾乘人员的人身安全，增强驾乘人员的使用体验，有利于上述电池包热管理装置及方法在电动汽车技术领域的推广及应用。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
尽管本文较多地使用了图中附图标记：1、驾驶室；2、导热管；3、车身；4、电池包上壳体；5、电池包下壳体；6、地面等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (7)
1.一种电池包热管理装置，其特征在于：包括安装于车身（3）下方的电池包上壳体（4）与电池包下壳体（5），所述电池包上壳体（4）与所述电池包下壳体（5）均呈中空结构设置且中空内部布置有导热管（2），所述导热管（2）与所述电池包上壳体（4）、所述电池包下壳体（5）之间均采用轴向密封；还包括驱动装置，所述驱动装置与驾驶室（1）内的中控装置电连接并驱动所述导热管（2）伸缩，从而伸入所述电池包上壳体（4）外的驾驶室或者伸出所述电池包下壳体（5）外。
2.根据权利要求1所述的一种电池包热管理装置，其特征在于：所述驱动装置安装于所述导热管（2）底部。
3.根据权利要求2所述的一种电池包热管理装置，其特征在于：所述电池包上壳体（4）的中心轴线与所述电池包下壳体（5）的中心轴线位于同一条直线上设置。
4.根据权利要求3所述的一种电池包热管理装置，其特征在于：所述电池包上壳体（4）与所述电池包下壳体（5）均呈柱状结构设置且所述电池包上壳体（4）的外径与所述电池包下壳体（5）的外径相同。
5.根据权利要求4所述的一种电池包热管理装置，其特征在于：所述电池包上壳体（4）与所述电池包下壳体（5）均采用绝热材料制成。
6.根据权利要求5所述的一种电池包热管理装置，其特征在于：所述导热管（2）由铜质材料制成。
7.一种基于权利要求1所述的一种电池包热管理装置的电池包热管理方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤a、当驾驶室（1）内有制热需求时，通过中控装置驱动所述驱动装置，导热管（2）在驱动装置的驱动下伸入驾驶室（1）内；步骤b、当驾驶室（1）内无制热需求时，导热管（2）在驱动装置的带动下伸到所述电池包下壳体（5）外。
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